Laboratorio carga y Descarga de un condensador

Laboratorio carga y Descarga de un condensador

Laboratorio Física II, Universidad Distrital, Bogotá, Colombia

Carlos Daniel Ruiz Santos 20201025063, Erikka Johana López Gamboa 20201025145, Santiago Leonardo Molina Bogotá 20192007084, Juan José Morales Cortés 20192025143

Resumen: El siguiente laboratorio tiene como objetivos caracterizar y contextualizar la carga y la descarga de un condensador por medio del tiempo de retardo, también conocido como “time delay” o constante de tiempo, para esto se usa un circuito RC con un una resistencia y un condensador electrolítico como objetivo la toma de datos. Los ajustes y cálculos se realizan por el Método de Mínimos Cuadrados.

Abstract: The present laboratory seeks to characterize the charge and discharge of a capacitor using the delay time also known as time constan. For this porpose an RCcircuitwas disegned in a Capacitor Charge Calculator. Whole adjustments and calculates were made by the Least Squares Method.

PALABRAS CLAVE: CAPACITANCIA, CARGA, DESCARGA, REDUCCION, TIEMPO, RESISTIVIDAD, CONDENSADOR, RESISTENCIA, AMPERIMETRO, VOLTIMETRO, FUENTE

INTRODUCCION

Este trabajo se ha hecho con el fin de analizar el proceso de carga y descarga de un condensador en un circuito RC. Los condensadores tienen un límite para la carga eléctrica que pueden almacenar, pasado el cual se perforan. Pueden conducir corriente continua durante sólo un instante, aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente alterna. Esta propiedad los convierte en dispositivos muy útiles cuando debe impedirse que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito eléctrico. Se quiere Encontrar la relación existente entre la carga del condensador y la descarga del condensador con respecto al tiempo, el comportamiento que experimenta el condensador con respecto a la carga y descarga de voltaje durante el tiempo.

OBJETIVOS

• Estudiar los procesos de carga y de descarga de un condensador.

• Determinar el tiempo característico, τ, del circuito.

MARCO TEORICO

Cuando un interruptor se mueve, la corriente sube de una manera acelerada y tiene un valor según la fórmula  como si el condensaron no existiera, así lentamente va disminuyendo hasta tener un valor cercano a cero el cual denominaremos “parásito”, claramente el voltaje en el mismo condensador no sufre un delta instantáneamente y sube desde cero voltios hasta el  valor de la fuente de corriente directa: la fórmula  que nos permite relacionar el tiempo que se demora el voltaje en pasar de cero voltios hasta el valor de la fuente es  [pic 1][pic 2]

Un condensador es por definición un elemento formado por conductores próximos entre sí ya la vez entre sí, comúnmente llamados armaduras. Conectando el dispositivo a un generador y estableciendo un delta de potencial entre las dos placas, se establece una corriente que lleva electrones desde una de las placas hasta que comienza a comportarse de manera estable en un valor que es dependiente del condensador Cuando se completa la transferencia de electrones, ambas armaduras tienen la misma carga, aunque de signo opuesto. (Escuela técnica superior de ingeniería e informática, s.f.)

[pic 3]

fuente: https://www.web-robotica.com/taller-de-web-robotica/electronica/componentes-electronicos/que-es-un-condensador-electrico

Proceso de carga del condensador 

Considerando el circuito RC en el que el capacitor está descargado adrede. Si cerramos el interruptor, fluirá una corriente y el capacitor iniciará a cargarse, una vez que se alcance la carga máxima, la corriente en él será cero. Aplicando la ley de malla de Kirchhoff:

[pic 4]

De la anterior fórmula determinamos que 𝜉 es la fem del creador de corriente, I es la intensidad de la misma que circula por la antes mencionada malla, R básicamente es la resistencia, q es la carga eléctrica del condensador, y, por último, C su capacitancia. En el TIEMPO inicial, la carga en el condensador es prácticamente y se concluye que la multiplicación de un valor X de la resistencia por la capacidad del condensador, se denomina constante de tiempo del circuito; por lo anterior se concluye que la constante de tiempo nos indica el tiempo que el condensador tarda en adquirir un porcentaje de la carga final de armonía. (Escuela técnica superior de ingeniería e informática, s.f.)[pic 5]

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La corriente circula y va decreciendo desde su valor máximo mientras se almacena una carga q (t) en el condensador hasta alcanzar  inicial momento en que i(t) es despreciable. Durante este tiempo se tiene:[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

Siendo la ecuación pasada la caída de tensión entre los bornes del condensador. Sumando las caídas de potencial en la resistencia generador y condensador ha de tenerse que  y poniendo en práctica la ley de Ohm a la resistencia  resulta la ecuación siguiente:[pic 10][pic 11]

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